PMM PMSM Silnik z magnesem neodymowym Rare Earth NdFeB Niskie obroty Silnik prądu przemiennego o wysokim momencie obrotowym

Dlaczego warto wybrać silniki prądu przemiennego z magnesami trwałymi?

Silniki prądu przemiennego z magnesami trwałymi (PMAC) oferują kilka zalet w porównaniu z innymi typami silników, w tym:

Wysoka wydajność: Silniki PMAC są bardzo wydajne ze względu na brak strat w miedzi w wirniku i zmniejszone straty w uzwojeniu.Mogą osiągnąć sprawność do 97%, co skutkuje znaczną oszczędnością energii.

Wysoka gęstość mocy: Silniki PMAC mają większą gęstość mocy w porównaniu z innymi typami silników, co oznacza, że ​​mogą wytwarzać więcej mocy na jednostkę wielkości i wagi.Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których przestrzeń jest ograniczona.

Wysoka gęstość momentu obrotowego: Silniki PMAC mają wysoką gęstość momentu obrotowego, co oznacza, że ​​mogą wytwarzać większy moment obrotowy na jednostkę wielkości i wagi.Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których wymagany jest wysoki moment obrotowy.

Zredukowana konserwacja: Ponieważ silniki PMAC nie mają szczotek, wymagają mniej konserwacji i mają dłuższą żywotność niż inne typy silników.

Ulepszona kontrola: Silniki PMAC mają lepszą kontrolę prędkości i momentu obrotowego w porównaniu z innymi typami silników, co czyni je idealnymi do zastosowań, w których wymagana jest precyzyjna kontrola.

Przyjazny dla środowiska: Silniki PMAC są bardziej przyjazne dla środowiska niż inne typy silników, ponieważ wykorzystują metale ziem rzadkich, które są łatwiejsze do recyklingu i wytwarzają mniej odpadów w porównaniu z innymi typami silników.

Ogólnie rzecz biorąc, zalety silników PMAC sprawiają, że są one doskonałym wyborem do szerokiego zakresu zastosowań, w tym pojazdów elektrycznych, maszyn przemysłowych i systemów energii odnawialnej.

Trend rozwojowy silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich

Silniki z magnesami trwałymi ziem rzadkich rozwijają się w kierunku dużej mocy (wysoka prędkość, wysoki moment obrotowy), wysokiej funkcjonalności i miniaturyzacji oraz stale poszerzają nowe odmiany silników i obszary zastosowań, a perspektywy zastosowania są bardzo optymistyczne.Aby sprostać potrzebom, proces projektowania i produkcji silników z magnesami trwałymi ziem rzadkich nadal wymaga ciągłych innowacji, struktura elektromagnetyczna będzie bardziej złożona, struktura obliczeniowa będzie dokładniejsza, a proces produkcyjny będzie bardziej zaawansowany i odpowiedni.

Zastosowanie silnika z magnesami trwałymi ziem rzadkich

Ze względu na przewagę silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich, ich zastosowania stają się coraz szersze.Główne obszary zastosowań są następujące:

Skoncentruj się na wysokiej wydajności i oszczędności energii silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich.Głównymi obiektami zastosowań są duże odbiorniki energii, takie jak silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich dla przemysłu włókienniczego i chemicznego, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich do różnych maszyn górniczych i transportowych stosowanych na polach naftowych i kopalniach węgla oraz synchroniczne magnesy trwałe ziem rzadkich silniki do napędzania różnych pomp i wentylatorów.

SPM kontra IPM

Silnik PM można podzielić na dwie główne kategorie: silniki z magnesami trwałymi powierzchniowymi (SPM) i silniki z magnesami trwałymi wewnętrznymi (IPM).Żaden typ konstrukcji silnika nie zawiera prętów wirnika.Oba typy generują strumień magnetyczny przez magnesy trwałe przymocowane do lub wewnątrz wirnika.

Silniki SPM mają magnesy przymocowane do zewnętrznej powierzchni wirnika.Z powodu tego mechanicznego mocowania ich wytrzymałość mechaniczna jest słabsza niż w przypadku silników IPM.Osłabiona wytrzymałość mechaniczna ogranicza maksymalną bezpieczną prędkość mechaniczną silnika.Ponadto silniki te wykazują bardzo ograniczoną istotność magnetyczną (Ld ≈ Lq).Wartości indukcyjności mierzone na zaciskach wirnika są stałe niezależnie od położenia wirnika.Ze względu na bliski jedności współczynnik istotności, konstrukcje silników SPM polegają w znacznym stopniu, jeśli nie całkowicie, na składowej momentu magnetycznego w celu wytworzenia momentu obrotowego.

Silniki IPM mają magnes stały osadzony w samym wirniku.W przeciwieństwie do swoich odpowiedników SPM, lokalizacja magnesów trwałych sprawia, że ​​silniki IPM są bardzo solidne mechanicznie i nadają się do pracy z bardzo dużymi prędkościami.Silniki te charakteryzują się również stosunkowo wysokim współczynnikiem istotności magnetycznej (Lq > Ld).Ze względu na swoją istotność magnetyczną silnik IPM ma zdolność generowania momentu obrotowego, wykorzystując zarówno komponenty magnetyczne, jak i reluktancyjne momentu obrotowego silnika.

Samoczynne wykrywanie a działanie w pętli zamkniętej

Ostatnie postępy w technologii napędów umożliwiają standardowym napędom prądu przemiennego „samoczynne wykrywanie” i śledzenie położenia magnesu silnika.System z zamkniętą pętlą zazwyczaj wykorzystuje kanał z-pulse do optymalizacji wydajności.Dzięki pewnym procedurom przemiennik zna dokładną pozycję magnesu silnika, śledząc kanały A/B i korygując błędy za pomocą kanału Z.Znajomość dokładnego położenia magnesu pozwala na uzyskanie optymalnego momentu obrotowego, co skutkuje optymalną wydajnością.

Struktury silnikowe PM

Konstrukcje silników PM można podzielić na dwie kategorie: wewnętrzne i powierzchniowe.Każda kategoria ma swój podzbiór kategorii.Powierzchniowy silnik z magnesami trwałymi może mieć magnesy na powierzchni wirnika lub w nim być, aby zwiększyć solidność konstrukcji.Pozycjonowanie i konstrukcja wewnętrznego silnika z magnesami trwałymi mogą się znacznie różnić.Magnesy silnika IPM można wstawić jako duży blok lub naprzemiennie, gdy zbliżają się do rdzenia.Inną metodą jest osadzanie ich we wzorze szprych.

Bezszczotkowe silniki z magnesami trwałymi (PM) działają z zasilaniem prądem przemiennym, dlatego często określa się je jako silniki PMAC.Zastosowanie magnesów trwałych eliminuje potrzebę stosowania przewodów (prętów wirnika), dzięki czemu wyeliminowane są straty wirnika.Taka konstrukcja umożliwia połączenie wysokiej wydajności, niskiej prędkości i wysokiego momentu obrotowego w jednym pakiecie.W przypadku małych rozmiarów silników, sprawność silnika PM może być o 10% do 15% większa niż starszych silników o standardowej sprawności w tym samym punkcie obciążenia.Te przyrosty wydajności utrzymują się w całym zakresie typowych obciążeń silnika.

Kilka drobnych problemów, które można łatwo przeoczyć w przypadku silnika:

1. Dlaczego nie można używać silników ogólnych na obszarach płaskowyżu?

Wysokość ma niekorzystny wpływ na wzrost temperatury silnika, koronę silnika (silnik wysokiego napięcia) i komutację silnika prądu stałego.Należy zwrócić uwagę na trzy następujące aspekty:

(1) Im wyższa wysokość, tym wyższy wzrost temperatury silnika, tym niższa moc wyjściowa.Jednak gdy temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości na tyle, aby skompensować wpływ wysokości na wzrost temperatury, znamionowa moc wyjściowa silnika może pozostać niezmieniona;

(2) Należy podjąć środki zapobiegające wyładowaniu koronowemu, gdy silnik wysokonapięciowy jest używany na płaskowyżu;

(3) Wysokość nie jest dobra dla komutacji silnika prądu stałego, dlatego należy zwrócić uwagę na wybór materiałów szczotek węglowych.

2. Dlaczego silnik nie nadaje się do pracy z małym obciążeniem?

Gdy silnik pracuje przy małym obciążeniu, spowoduje to:

(1) Współczynnik mocy silnika jest niski;

(2) Sprawność silnika jest niska.

(3) Spowoduje to marnotrawstwo sprzętu i nieekonomiczne działanie.

3. Dlaczego silnik nie uruchamia się w zimnym otoczeniu?

Nadmierne używanie silnika w środowisku o niskiej temperaturze spowoduje:

(1) Pęknięcia izolacji silnika;

(2) Smar łożyskowy zamarza;

(3) Proszek lutowniczy złącza drutu jest sproszkowany.

Dlatego silnik powinien być ogrzewany i przechowywany w zimnym otoczeniu, a uzwojenia i łożyska powinny być sprawdzane przed uruchomieniem.

4. Dlaczego silnik 60 Hz nie może korzystać z zasilacza 50 Hz?

Gdy silnik jest zaprojektowany, blacha ze stali krzemowej na ogół działa w obszarze nasycenia krzywej magnesowania.Gdy napięcie zasilania jest stałe, zmniejszenie częstotliwości spowoduje wzrost strumienia magnetycznego i prądu wzbudzenia, co spowoduje wzrost prądu silnika i zużycia miedzi, co ostatecznie doprowadzi do wzrostu temperatury silnika.W ciężkich przypadkach silnik może się spalić z powodu przegrzania cewki.

5.Miękki start silnika

Miękki start ma ograniczony efekt oszczędzania energii, ale może zmniejszyć wpływ rozruchu na sieć energetyczną, a także może zapewnić płynny start w celu ochrony jednostki silnikowej.Zgodnie z teorią zachowania energii, dzięki dodaniu stosunkowo złożonego obwodu sterującego, miękki start nie tylko nie oszczędza energii, ale także zwiększa jej zużycie.Ale może zmniejszyć prąd rozruchowy obwodu i odgrywać rolę ochronną.